Python数据分析Numpy库常用函数详解,提到循环就该想到的库

Python进行数据分析的核心库肯定是Pandas,该库差不多可以解决结构化数据的绝大部分处理需求。在《Python数据分析常用函数及参数详解,可以留着以备不时之需 》一文中也已经对该库的常用函数进行了详细介绍。

但是Pandas是构建在Numpy的基础之上的,它的矢量化运算功能在处理数组和矩阵上具有着非常大的优势。虽然普通的数据分析任务可能很少用到Numpy库,但一旦你具有循环需求或是要处理数值型数据时,你应该首先想到该库。

本文整理了该库的一些常用函数和基础知识,整理不易,希望觉得还不错的朋友可以不吝给个赞。

基础介绍

在介绍函数之前先介绍下Numpy库的基本情况,该库最重要的特点就是其ndarray对象,这个对象可以理解成线性代数里面的数组,每个数组有维度和类型等属性。

维度

直观地判断数组对象有几个维度可通过判断其包含在几层[]中,一层[]即为一维。其中,一维数组可看成是向量,二维数组可看成是有行和列的数据,三维数组可看成是有页,且每页中有行和列的数据,至于更高维度就只能意会了。

类型

数组并不是只能存数值型数据,是也可以存字符串的,但它要求元素类型必须一致,不一致时会按照str > float > int的优先级进行类型转变。例如,在一个整数数组中插入字符串,就会将全部元素转成字符串类型。

另外说一下广播机制。通俗地理解广播机制就是当对不同形状的数组进行算术运算时,广播机制会自动将两个数组补全为相同形状的数组。但需要具备以下前提条件之一:两个数组维度数不等时,二者从末尾开始算起的维度的轴长度相等;两个数组维度数相等时,其中一方的有一个维度的长度为1。关于这一点的理解最好是多加练习。

Numpy常用函数分类

为了更好地理解该库的函数,本文将常用的函数按照下面方式进行分类。

Python数据分析Numpy库常用函数详解,提到循环就该想到的库

其中基础函数包含对象创建、属性查看、切片索引、形状变换等小类;random模块就是一些常用的随机函数;char模块主要是用来处理字符数组类,也就是数组元素是字符串类型的数据;Matlib是Numpy中的矩阵库,矩阵其实是一种特殊的数组,但它必须是二维的;linglg库是属于线性代数的函数库。

后三个库的函数一般常用于科学计算和图像识别等领域,在数据分析中几乎用不上,因此本文不做介绍,但大家应该知道有这两个库,便于有需求时知道Numpy也具备相应的功能。

基础函数

以下均用arr表示数组,np表示numpy库

(1)对象创建

array(object, dtype =None,order =None, ndmin =0)  
#order为创建方式,C为行方向,F为列方向,默认为C,ndmin指定生成数组的最小维度 
arange(start=0,stop=4,step=,dtype=)  
#生成一维数组,不包含stop 
linspace(start=,stop=,num=,endpoint=True)  
#生成一维等差数据,endpoint决定是否包含stop值,默认包含 
asarray(object,dtype=None,order=None)  
#将对象转换为数组 
zeros(shape,dtype=float,order='C')  
#生成元素全为0的数组 
ones(shape,dtype=float,order='C')  
#生成元素全为1的数组 
eye(N,dtype=float,order='C')  
#生成对角线元素为1,其余元素为0的N阶矩阵 

(2)属性查看

arr.shape  
#数组的形状 
arr.ndim 
#数组的维度 
arr.size 
#数组的长度 
arr.dtype 
#数组数据类型 

(3)切片索引

arr[i]  
#取i行 
arr[[i,j]]  
#取i,j行 
arr[:,i:j]  
#取i到j-1列 
arr[::-1,::-1]  
#元素反转 
np.where(condition,x,y)  
#condition为真的数组中数据赋值x,否则为y 

(4)形状变换

arr.reshape(newshape,order=None) 
#newshape为新维度,元组格式 
arr.flatten(order='C')  
#将数组平铺为一维数组,order表示按行还是按列,默认按行 
arr.T  
#数组转置 
arr.transpose() 
#数组转置 
np.append(arr,values,axis=None)  
#axis控制返回什么类型,默认返回的是拼接后的一维数组 
np.concatenate((arr1,arr2,arr3),axis=0)  
#可拼接多个数组 

(5)统计函数

arr.sum(axis = None)  
#axis为整数或者元组  
arr.mean(axis = None)  
#计算平均值 
arr.std(axis = None) 
#计算标准差  
arr.var(axis = None) 
#计算方差   
np.average(arr,axis =None, weights =None) 
#计算数组的加权平均值,weights中为权重 
np.median(arr,axis=None) 
# 计算数组中元素的中位数  
arr.argmin(axis=None)  
##返回数组最小值的位置  
arr.argmax(a) 
#返回数组最大值的位置  
np.dot(arr1,arr2)  
#数组的点积运算 

random库

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